Локальные сети
еграды.
4. Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к
электромагнитным помехам, а передаваемая по световодам информация защищена
от несанкционированного доступа. Волоконно-оптические линии связи нельзя
подслушать неразрушающим способом. Всякие воздействия на волокно могут быть
зарегистрированы методом мониторинга (непрерывного контроля) целостности
линии. Теоретически существуют способы обойти защиту путем мониторинга, но
затраты на реализацию этих способов будут столь велики, что превзойдут
стоимость перехваченной информации.
5.Важное свойство оптического волокна - долговечность. Время жизни
волокна, то есть сохранение им своих свойств в определенных пределах,
превышает 25 лет, что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз
и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем
замены приемников и передатчиков на более быстродействующие.
Есть в волоконной технологии и свои недостатки:
1. При создании линии связи требуются высоконадежные активные
элементы, преобразующие электрические сигналы в свет и свет в электрические
сигналы. Необходимы также оптические коннекторы (соединители) с малыми
оптическими потерями и большим ресурсом на подключение-отключение. Точность
изготовления таких элементов линии связи должна соответствовать длине волны
излучения, то есть погрешности должны быть порядка доли микрона. Поэтому
производство таких компонентов оптических линий связи очень дорогостоящее.
2. Другой недостаток заключается в том, что для монтажа оптических
волокон требуется прецизионное, а потому дорогое, технологическое
оборудование.
3. Как следствие, при аварии (обрыве) оптического кабеля затраты на
восстановление выше, чем при работе с медными кабелями.
Преимущества от применения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС)
настолько значительны, что несмотря на перечисленные недостатки оптического
волокна, эти линии связи все шире используются для передачи информации.
2. Оптическое волокно
Важнейший из компонентов ВОЛС - оптическое волокно. Для передачи
сигналов применяются два вида волокна: одномодовое и многомодовое. Свое
название волокна получили от способа распространения излучения в них.
Волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления
n1 и n2.
[pic]
Рис. 8
В одномодовом волокне диаметр световодной жилы порядка 8-10 мкм, то
есть сравним с длиной световой волны. При такой геометрии в волокне может
распространяться только один луч (одна мода).
В многомодовом волокне размер световодной жилы порядка 50-60 мкм, что
делает возможным распространение большого числа лучей (много мод).
[pic]
Рис. 9
Одномодовые волокна обладают лучшими характеристиками по затуханию и
по полосе пропускания, так как в них распространяется только один луч.
Однако, одномодовые источники излучения в несколько раз дороже
многомодовых. В одномодовое волокно труднее ввести излучение из-за малых
размеров световодной жилы, по этой же причине одномодовые волокна сложно
сращивать с малыми потерями. Оконцевание одномодовых кабелей оптическими
разъемами также обходится дороже.
Многомодовые волокна более удобны при монтаже, так как в них размер
световодной жилы в несколько раз больше, чем в одномодовых волокнах.
Многомодовый кабель проще оконцевать оптическими разъемами с малыми
потерями (до 0.3 dB) в стыке. На многомодовое волокно расчитаны излучатели
на длину волны 0.85 мкм - самые доступные и дешевые излучатели, выпускаемые
в очень широком ассортименте. Но затухание на этой длине волны у
многомодовых волокон находится в пределах 3-4 dB/км и не может быть
существенно улучшено. Полоса пропускания у многомодовых волокон достигает
800 МГц*км, что приемлемо для локальных сетей связи, но не достаточно для
магистральных линий.
3. Волоконно-оптический кабель
Вторым важнейшим компонентом, определяющим надежность и долговечность
ВОЛС, является волоконно-оптический кабель (ВОК). На сегодня в мире
несколько десятков фирм, производящих оптические кабели различного
назначения. Наиболее известные из них: AT&T, General Cable Company (США);
Siecor (ФРГ); BICC Cable (Великобритания); Les cables de Lion (Франция);
Nokia (Финляндия); NTT, Sumitomo (Япония), Pirelli(Италия).
Определяющими параметрами при производстве ВОК являются условия
эксплуатации и пропускная способность линии связи.
По условиям эксплуатации кабели подразделяют на:
•монтажные •станционные •зоновые •магистральные
Первые два типа кабелей предназначены для прокладки внутри зданий и
сооружений. Они компактны, легки и, как правило, имеют небольшую
строительную длину.
Кабели последних двух типов предназначены для прокладки в колодцах
кабельных коммуникаций, в грунте, на опорах вдоль ЛЭП, под водой. Эти
кабели имеют защиту от внешних воздействий и строительную длину более двух
километров.
•конструкции со свободным перемещением элементов •конструкции с
жесткой связью между элементами
По видам конструкций различают кабели повивной скрутки, пучковой
скрутки, кабели с профильным сердечником, а также ленточные кабели.
Существуют многочисленные комбинации конструкций ВОК, которые в сочетании
большим ассортиментом применяемых материалов позволяют выбрать исполнение
кабеля, наилучшим образом удовлетворяющее всем условиям проекта, в том
числе - стоимостным.
4. Оптические соединители
[pic]
Рис. 9.
После того, как оптический кабель проложен, необходимо соединить его
с приемо-передающей аппаратурой. Сделать это можно с помощью оптических
коннекторов (соединителей). В системах связи используются коннекторы многих
видов. Сегодня мы рассмотрим лишь основные виды, получившие наибольшее
распространение в мире. Внешний вид разъемов показан на рис. 9.
5. Электронные компоненты систем оптической связи
[pic]
Рис. 10.
Теперь коснемся проблемы передачи и приема оптических сигналов.
Первое поколение передатчиков сигналов по оптическому волокну было внедрено
в 1975 году. Основу передатчика составлял светоизлучающий диод, работающий
на длине волны 0.85 мкм в многомодовом режиме.
В течение последующих трех лет появилось второе поколение -
одномодовые передатчики, работающие на длине волны 1.3 мкм.
В 1982 году родилось третье поколение передатчиков - диодные лазеры,
работающие на длине волны 1.55 мкм.
Исследования продолжались и вот появилось четвертое поколение
оптических передатчиков, давшее начало когерентным системам связи - то есть
системам,в которых информация передается модуляцией частоты или фазы
излучения. Такие системы связи обеспечивают гораздо большую дальность
распространения сигналов по оптическому волокну. Специалисты фирмы NTT
построили безрегенераторную когерентную ВОЛС STM-16 на скорость передачи
2.48832 Гбит/с протяженностью в 300 км, а в лабораториях NTT в начале 1990
года ученые впервые создали систему связи с применением оптических
усилителей на скорость 2.5 Гбит/с на расстояние 2223 км.
Появление оптических усилителей на основе световодов, легированных
эрбием, способных усиливать проходящие по световоду сигналы на 30 dB, дало
начало пятому поколению систем оптической связи. В настоящее время быстрыми
темпами развиваются системы дальней оптической связи на расстояния в тысячи
километров. Успешно эксплуатируются трансатлантические линии связи США-
Европа ТАТ-8 и ТАТ-9, Тихоокеанская линия США-Гавайские острова-Япония ТРС-
3. Ведутся работы по завершению строительства глобального оптического
кольца связи Япония-Сингапур-Индия-Саудовская Аравия-Египет-Италия.
6. Применение ВОЛС в вычислительных сетях.
Наряду со строительством глобальных сетей связи оптическое волокно
широко используется при создании локальных вычислительных сетей (ЛВС).
ВОЛС между зданиями строится с прокладкой ВОК либо по колодцам
кабельных коммуникаций, либо путем подвеса ВОК между опорами. В этом случае
необходимо обеспечить сопряжение толстого многоволоконного кабеля с
оптическими трансиверами. Для этого используют кабельные муфты, в которых
производится разделка концов ВОК, идентификация волокон и оконцевание
волокон коннекторами, соответствующими выбранным трансиверам. Эту работу
можно выполнить несколькими способами.
1. Можно заказать ВОК в специальном исполнении Break-Out. Это более
дорогой вариант, зато кабель можно сразу оконцевать оптическими
коннекторами, вывести из муфты оконцованные модули (шнуры, подобные
монтажным проводам) и подключить их к приемо-передающей аппаратуре.
2. Можно приварить к разделанным в кабельной муфте волокнам
оптические шнуры с коннекторами на одном конце (pig tail). Длина pig tail
выбирается из соображений удобства для пользователя (например, 3 м).
3. Можно оконцевать волокна коннекторами и воткнуть коннекторы
изнутри в оптические розетки (coupling), вмонтированные в стенку кабельной
муфты. Снаружи в coupling втыкается коннектор оптического шнура, ведущего к
приемо-передающей аппаратуре.
Возможны и другие способы стыковки ВОК с оптическими трансиверами. У
каждого способа есть свои достоинства и недостатки. В практике получил
распространение третий способ, так как он экономичен, надежен, обеспечивает
малые вносимые оптические потери за счет применения розеток и коннекторов с
керамическ
| |  скачать работу |
Локальные сети |
